err.no Git - linux-2.6/blob - arch/powerpc/mm/hash_utils_64.c

   1 /*
   2  * PowerPC64 port by Mike Corrigan and Dave Engebretsen
   3  *   {mikejc|engebret}@us.ibm.com
   4  *
   5  *    Copyright (c) 2000 Mike Corrigan <mikejc@us.ibm.com>
   6  *
   7  * SMP scalability work:
   8  *    Copyright (C) 2001 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
   9  *
  10  *    Module name: htab.c
  11  *
  12  *    Description:
  13  *      PowerPC Hashed Page Table functions
  14  *
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version
  18  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  19  */
  20
  21 #undef DEBUG
  22 #undef DEBUG_LOW
  23
  24 #include <linux/spinlock.h>
  25 #include <linux/errno.h>
  26 #include <linux/sched.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/stat.h>
  29 #include <linux/sysctl.h>
  30 #include <linux/ctype.h>
  31 #include <linux/cache.h>
  32 #include <linux/init.h>
  33 #include <linux/signal.h>
  34 #include <linux/lmb.h>
  35
  36 #include <asm/processor.h>
  37 #include <asm/pgtable.h>
  38 #include <asm/mmu.h>
  39 #include <asm/mmu_context.h>
  40 #include <asm/page.h>
  41 #include <asm/types.h>
  42 #include <asm/system.h>
  43 #include <asm/uaccess.h>
  44 #include <asm/machdep.h>
  45 #include <asm/prom.h>
  46 #include <asm/abs_addr.h>
  47 #include <asm/tlbflush.h>
  48 #include <asm/io.h>
  49 #include <asm/eeh.h>
  50 #include <asm/tlb.h>
  51 #include <asm/cacheflush.h>
  52 #include <asm/cputable.h>
  53 #include <asm/sections.h>
  54 #include <asm/spu.h>
  55 #include <asm/udbg.h>
  56
  57 #ifdef DEBUG
  58 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  59 #else
  60 #define DBG(fmt...)
  61 #endif
  62
  63 #ifdef DEBUG_LOW
  64 #define DBG_LOW(fmt...) udbg_printf(fmt)
  65 #else
  66 #define DBG_LOW(fmt...)
  67 #endif
  68
  69 #define KB (1024)
  70 #define MB (1024*KB)
  71
  72 /*
  73  * Note:  pte   --> Linux PTE
  74  *        HPTE  --> PowerPC Hashed Page Table Entry
  75  *
  76  * Execution context:
  77  *   htab_initialize is called with the MMU off (of course), but
  78  *   the kernel has been copied down to zero so it can directly
  79  *   reference global data.  At this point it is very difficult
  80  *   to print debug info.
  81  *
  82  */
  83
  84 #ifdef CONFIG_U3_DART
  85 extern unsigned long dart_tablebase;
  86 #endif /* CONFIG_U3_DART */
  87
  88 static unsigned long _SDR1;
  89 struct mmu_psize_def mmu_psize_defs[MMU_PAGE_COUNT];
  90
  91 struct hash_pte *htab_address;
  92 unsigned long htab_size_bytes;
  93 unsigned long htab_hash_mask;
  94 int mmu_linear_psize = MMU_PAGE_4K;
  95 int mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_4K;
  96 int mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
  97 int mmu_io_psize = MMU_PAGE_4K;
  98 int mmu_kernel_ssize = MMU_SEGSIZE_256M;
  99 int mmu_highuser_ssize = MMU_SEGSIZE_256M;
 100 u16 mmu_slb_size = 64;
 101 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 102 int mmu_huge_psize = MMU_PAGE_16M;
 103 unsigned int HPAGE_SHIFT;
 104 #endif
 105 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 106 int mmu_ci_restrictions;
 107 #endif
 108 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 109 static u8 *linear_map_hash_slots;
 110 static unsigned long linear_map_hash_count;
 111 static DEFINE_SPINLOCK(linear_map_hash_lock);
 112 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 113
 114 /* There are definitions of page sizes arrays to be used when none
 115  * is provided by the firmware.
 116  */
 117
 118 /* Pre-POWER4 CPUs (4k pages only)
 119  */
 120 struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_old[] = {
 121         [MMU_PAGE_4K] = {
 122                 .shift  = 12,
 123                 .sllp   = 0,
 124                 .penc   = 0,
 125                 .avpnm  = 0,
 126                 .tlbiel = 0,
 127         },
 128 };
 129
 130 /* POWER4, GPUL, POWER5
 131  *
 132  * Support for 16Mb large pages
 133  */
 134 struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_gp[] = {
 135         [MMU_PAGE_4K] = {
 136                 .shift  = 12,
 137                 .sllp   = 0,
 138                 .penc   = 0,
 139                 .avpnm  = 0,
 140                 .tlbiel = 1,
 141         },
 142         [MMU_PAGE_16M] = {
 143                 .shift  = 24,
 144                 .sllp   = SLB_VSID_L,
 145                 .penc   = 0,
 146                 .avpnm  = 0x1UL,
 147                 .tlbiel = 0,
 148         },
 149 };
 150
 151
 152 int htab_bolt_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
 153                       unsigned long pstart, unsigned long mode,
 154                       int psize, int ssize)
 155 {
 156         unsigned long vaddr, paddr;
 157         unsigned int step, shift;
 158         unsigned long tmp_mode;
 159         int ret = 0;
 160
 161         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
 162         step = 1 << shift;
 163
 164         for (vaddr = vstart, paddr = pstart; vaddr < vend;
 165              vaddr += step, paddr += step) {
 166                 unsigned long hash, hpteg;
 167                 unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, ssize);
 168                 unsigned long va = hpt_va(vaddr, vsid, ssize);
 169
 170                 tmp_mode = mode;
 171
 172                 /* Make non-kernel text non-executable */
 173                 if (!in_kernel_text(vaddr))
 174                         tmp_mode = mode | HPTE_R_N;
 175
 176                 hash = hpt_hash(va, shift, ssize);
 177                 hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 178
 179                 DBG("htab_bolt_mapping: calling %p\n", ppc_md.hpte_insert);
 180
 181                 BUG_ON(!ppc_md.hpte_insert);
 182                 ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, va, paddr,
 183                                 tmp_mode, HPTE_V_BOLTED, psize, ssize);
 184
 185                 if (ret < 0)
 186                         break;
 187 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 188                 if ((paddr >> PAGE_SHIFT) < linear_map_hash_count)
 189                         linear_map_hash_slots[paddr >> PAGE_SHIFT] = ret | 0x80;
 190 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 191         }
 192         return ret < 0 ? ret : 0;
 193 }
 194
 195 static void htab_remove_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
 196                       int psize, int ssize)
 197 {
 198         unsigned long vaddr;
 199         unsigned int step, shift;
 200
 201         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
 202         step = 1 << shift;
 203
 204         if (!ppc_md.hpte_removebolted) {
 205                 printk("Sub-arch doesn't implement hpte_removebolted\n");
 206                 return;
 207         }
 208
 209         for (vaddr = vstart; vaddr < vend; vaddr += step)
 210                 ppc_md.hpte_removebolted(vaddr, psize, ssize);
 211 }
 212
 213 static int __init htab_dt_scan_seg_sizes(unsigned long node,
 214                                          const char *uname, int depth,
 215                                          void *data)
 216 {
 217         char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
 218         u32 *prop;
 219         unsigned long size = 0;
 220
 221         /* We are scanning "cpu" nodes only */
 222         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
 223                 return 0;
 224
 225         prop = (u32 *)of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,processor-segment-sizes",
 226                                           &size);
 227         if (prop == NULL)
 228                 return 0;
 229         for (; size >= 4; size -= 4, ++prop) {
 230                 if (prop[0] == 40) {
 231                         DBG("1T segment support detected\n");
 232                         cur_cpu_spec->cpu_features |= CPU_FTR_1T_SEGMENT;
 233                         return 1;
 234                 }
 235         }
 236         cur_cpu_spec->cpu_features &= ~CPU_FTR_NO_SLBIE_B;
 237         return 0;
 238 }
 239
 240 static void __init htab_init_seg_sizes(void)
 241 {
 242         of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_seg_sizes, NULL);
 243 }
 244
 245 static int __init htab_dt_scan_page_sizes(unsigned long node,
 246                                           const char *uname, int depth,
 247                                           void *data)
 248 {
 249         char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
 250         u32 *prop;
 251         unsigned long size = 0;
 252
 253         /* We are scanning "cpu" nodes only */
 254         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
 255                 return 0;
 256
 257         prop = (u32 *)of_get_flat_dt_prop(node,
 258                                           "ibm,segment-page-sizes", &size);
 259         if (prop != NULL) {
 260                 DBG("Page sizes from device-tree:\n");
 261                 size /= 4;
 262                 cur_cpu_spec->cpu_features &= ~(CPU_FTR_16M_PAGE);
 263                 while(size > 0) {
 264                         unsigned int shift = prop[0];
 265                         unsigned int slbenc = prop[1];
 266                         unsigned int lpnum = prop[2];
 267                         unsigned int lpenc = 0;
 268                         struct mmu_psize_def *def;
 269                         int idx = -1;
 270
 271                         size -= 3; prop += 3;
 272                         while(size > 0 && lpnum) {
 273                                 if (prop[0] == shift)
 274                                         lpenc = prop[1];
 275                                 prop += 2; size -= 2;
 276                                 lpnum--;
 277                         }
 278                         switch(shift) {
 279                         case 0xc:
 280                                 idx = MMU_PAGE_4K;
 281                                 break;
 282                         case 0x10:
 283                                 idx = MMU_PAGE_64K;
 284                                 break;
 285                         case 0x14:
 286                                 idx = MMU_PAGE_1M;
 287                                 break;
 288                         case 0x18:
 289                                 idx = MMU_PAGE_16M;
 290                                 cur_cpu_spec->cpu_features |= CPU_FTR_16M_PAGE;
 291                                 break;
 292                         case 0x22:
 293                                 idx = MMU_PAGE_16G;
 294                                 break;
 295                         }
 296                         if (idx < 0)
 297                                 continue;
 298                         def = &mmu_psize_defs[idx];
 299                         def->shift = shift;
 300                         if (shift <= 23)
 301                                 def->avpnm = 0;
 302                         else
 303                                 def->avpnm = (1 << (shift - 23)) - 1;
 304                         def->sllp = slbenc;
 305                         def->penc = lpenc;
 306                         /* We don't know for sure what's up with tlbiel, so
 307                          * for now we only set it for 4K and 64K pages
 308                          */
 309                         if (idx == MMU_PAGE_4K || idx == MMU_PAGE_64K)
 310                                 def->tlbiel = 1;
 311                         else
 312                                 def->tlbiel = 0;
 313
 314                         DBG(" %d: shift=%02x, sllp=%04x, avpnm=%08x, "
 315                             "tlbiel=%d, penc=%d\n",
 316                             idx, shift, def->sllp, def->avpnm, def->tlbiel,
 317                             def->penc);
 318                 }
 319                 return 1;
 320         }
 321         return 0;
 322 }
 323
 324 static void __init htab_init_page_sizes(void)
 325 {
 326         int rc;
 327
 328         /* Default to 4K pages only */
 329         memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_old,
 330                sizeof(mmu_psize_defaults_old));
 331
 332         /*
 333          * Try to find the available page sizes in the device-tree
 334          */
 335         rc = of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_page_sizes, NULL);
 336         if (rc != 0)  /* Found */
 337                 goto found;
 338
 339         /*
 340          * Not in the device-tree, let's fallback on known size
 341          * list for 16M capable GP & GR
 342          */
 343         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_16M_PAGE))
 344                 memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_gp,
 345                        sizeof(mmu_psize_defaults_gp));
 346  found:
 347 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 348         /*
 349          * Pick a size for the linear mapping. Currently, we only support
 350          * 16M, 1M and 4K which is the default
 351          */
 352         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 353                 mmu_linear_psize = MMU_PAGE_16M;
 354         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 355                 mmu_linear_psize = MMU_PAGE_1M;
 356 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 357
 358 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 359         /*
 360          * Pick a size for the ordinary pages. Default is 4K, we support
 361          * 64K for user mappings and vmalloc if supported by the processor.
 362          * We only use 64k for ioremap if the processor
 363          * (and firmware) support cache-inhibited large pages.
 364          * If not, we use 4k and set mmu_ci_restrictions so that
 365          * hash_page knows to switch processes that use cache-inhibited
 366          * mappings to 4k pages.
 367          */
 368         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift) {
 369                 mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_64K;
 370                 mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_64K;
 371                 if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
 372                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_64K;
 373                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_CI_LARGE_PAGE)) {
 374                         /*
 375                          * Don't use 64k pages for ioremap on pSeries, since
 376                          * that would stop us accessing the HEA ethernet.
 377                          */
 378                         if (!machine_is(pseries))
 379                                 mmu_io_psize = MMU_PAGE_64K;
 380                 } else
 381                         mmu_ci_restrictions = 1;
 382         }
 383 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 384
 385         printk(KERN_DEBUG "Page orders: linear mapping = %d, "
 386                "virtual = %d, io = %d\n",
 387                mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].shift,
 388                mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].shift,
 389                mmu_psize_defs[mmu_io_psize].shift);
 390
 391 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 392         /* Init large page size. Currently, we pick 16M or 1M depending
 393          * on what is available
 394          */
 395         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 396                 set_huge_psize(MMU_PAGE_16M);
 397         /* With 4k/4level pagetables, we can't (for now) cope with a
 398          * huge page size < PMD_SIZE */
 399         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 400                 set_huge_psize(MMU_PAGE_1M);
 401 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 402 }
 403
 404 static int __init htab_dt_scan_pftsize(unsigned long node,
 405                                        const char *uname, int depth,
 406                                        void *data)
 407 {
 408         char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
 409         u32 *prop;
 410
 411         /* We are scanning "cpu" nodes only */
 412         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
 413                 return 0;
 414
 415         prop = (u32 *)of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,pft-size", NULL);
 416         if (prop != NULL) {
 417                 /* pft_size[0] is the NUMA CEC cookie */
 418                 ppc64_pft_size = prop[1];
 419                 return 1;
 420         }
 421         return 0;
 422 }
 423
 424 static unsigned long __init htab_get_table_size(void)
 425 {
 426         unsigned long mem_size, rnd_mem_size, pteg_count;
 427
 428         /* If hash size isn't already provided by the platform, we try to
 429          * retrieve it from the device-tree. If it's not there neither, we
 430          * calculate it now based on the total RAM size
 431          */
 432         if (ppc64_pft_size == 0)
 433                 of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_pftsize, NULL);
 434         if (ppc64_pft_size)
 435                 return 1UL << ppc64_pft_size;
 436
 437         /* round mem_size up to next power of 2 */
 438         mem_size = lmb_phys_mem_size();
 439         rnd_mem_size = 1UL << __ilog2(mem_size);
 440         if (rnd_mem_size < mem_size)
 441                 rnd_mem_size <<= 1;
 442
 443         /* # pages / 2 */
 444         pteg_count = max(rnd_mem_size >> (12 + 1), 1UL << 11);
 445
 446         return pteg_count << 7;
 447 }
 448
 449 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 450 void create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
 451 {
 452                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(start, end, __pa(start),
 453                         _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY | _PAGE_COHERENT | PP_RWXX,
 454                         mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
 455 }
 456
 457 void remove_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
 458 {
 459         htab_remove_mapping(start, end, mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize);
 460 }
 461 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 462
 463 static inline void make_bl(unsigned int *insn_addr, void *func)
 464 {
 465         unsigned long funcp = *((unsigned long *)func);
 466         int offset = funcp - (unsigned long)insn_addr;
 467
 468         *insn_addr = (unsigned int)(0x48000001 | (offset & 0x03fffffc));
 469         flush_icache_range((unsigned long)insn_addr, 4+
 470                            (unsigned long)insn_addr);
 471 }
 472
 473 static void __init htab_finish_init(void)
 474 {
 475         extern unsigned int *htab_call_hpte_insert1;
 476         extern unsigned int *htab_call_hpte_insert2;
 477         extern unsigned int *htab_call_hpte_remove;
 478         extern unsigned int *htab_call_hpte_updatepp;
 479
 480 #ifdef CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K
 481         extern unsigned int *ht64_call_hpte_insert1;
 482         extern unsigned int *ht64_call_hpte_insert2;
 483         extern unsigned int *ht64_call_hpte_remove;
 484         extern unsigned int *ht64_call_hpte_updatepp;
 485
 486         make_bl(ht64_call_hpte_insert1, ppc_md.hpte_insert);
 487         make_bl(ht64_call_hpte_insert2, ppc_md.hpte_insert);
 488         make_bl(ht64_call_hpte_remove, ppc_md.hpte_remove);
 489         make_bl(ht64_call_hpte_updatepp, ppc_md.hpte_updatepp);
 490 #endif /* CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K */
 491
 492         make_bl(htab_call_hpte_insert1, ppc_md.hpte_insert);
 493         make_bl(htab_call_hpte_insert2, ppc_md.hpte_insert);
 494         make_bl(htab_call_hpte_remove, ppc_md.hpte_remove);
 495         make_bl(htab_call_hpte_updatepp, ppc_md.hpte_updatepp);
 496 }
 497
 498 void __init htab_initialize(void)
 499 {
 500         unsigned long table;
 501         unsigned long pteg_count;
 502         unsigned long mode_rw;
 503         unsigned long base = 0, size = 0, limit;
 504         int i;
 505
 506         extern unsigned long tce_alloc_start, tce_alloc_end;
 507
 508         DBG(" -> htab_initialize()\n");
 509
 510         /* Initialize segment sizes */
 511         htab_init_seg_sizes();
 512
 513         /* Initialize page sizes */
 514         htab_init_page_sizes();
 515
 516         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_1T_SEGMENT)) {
 517                 mmu_kernel_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
 518                 mmu_highuser_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
 519                 printk(KERN_INFO "Using 1TB segments\n");
 520         }
 521
 522         /*
 523          * Calculate the required size of the htab.  We want the number of
 524          * PTEGs to equal one half the number of real pages.
 525          */
 526         htab_size_bytes = htab_get_table_size();
 527         pteg_count = htab_size_bytes >> 7;
 528
 529         htab_hash_mask = pteg_count - 1;
 530
 531         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
 532                 /* Using a hypervisor which owns the htab */
 533                 htab_address = NULL;
 534                 _SDR1 = 0;
 535         } else {
 536                 /* Find storage for the HPT.  Must be contiguous in
 537                  * the absolute address space. On cell we want it to be
 538                  * in the first 2 Gig so we can use it for IOMMU hacks.
 539                  */
 540                 if (machine_is(cell))
 541                         limit = 0x80000000;
 542                 else
 543                         limit = 0;
 544
 545                 table = lmb_alloc_base(htab_size_bytes, htab_size_bytes, limit);
 546
 547                 DBG("Hash table allocated at %lx, size: %lx\n", table,
 548                     htab_size_bytes);
 549
 550                 htab_address = abs_to_virt(table);
 551
 552                 /* htab absolute addr + encoded htabsize */
 553                 _SDR1 = table + __ilog2(pteg_count) - 11;
 554
 555                 /* Initialize the HPT with no entries */
 556                 memset((void *)table, 0, htab_size_bytes);
 557
 558                 /* Set SDR1 */
 559                 mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
 560         }
 561
 562         mode_rw = _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY | _PAGE_COHERENT | PP_RWXX;
 563
 564 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 565         linear_map_hash_count = lmb_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 566         linear_map_hash_slots = __va(lmb_alloc_base(linear_map_hash_count,
 567                                                     1, lmb.rmo_size));
 568         memset(linear_map_hash_slots, 0, linear_map_hash_count);
 569 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 570
 571         /* On U3 based machines, we need to reserve the DART area and
 572          * _NOT_ map it to avoid cache paradoxes as it's remapped non
 573          * cacheable later on
 574          */
 575
 576         /* create bolted the linear mapping in the hash table */
 577         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
 578                 base = (unsigned long)__va(lmb.memory.region[i].base);
 579                 size = lmb.memory.region[i].size;
 580
 581                 DBG("creating mapping for region: %lx : %lx\n", base, size);
 582
 583 #ifdef CONFIG_U3_DART
 584                 /* Do not map the DART space. Fortunately, it will be aligned
 585                  * in such a way that it will not cross two lmb regions and
 586                  * will fit within a single 16Mb page.
 587                  * The DART space is assumed to be a full 16Mb region even if
 588                  * we only use 2Mb of that space. We will use more of it later
 589                  * for AGP GART. We have to use a full 16Mb large page.
 590                  */
 591                 DBG("DART base: %lx\n", dart_tablebase);
 592
 593                 if (dart_tablebase != 0 && dart_tablebase >= base
 594                     && dart_tablebase < (base + size)) {
 595                         unsigned long dart_table_end = dart_tablebase + 16 * MB;
 596                         if (base != dart_tablebase)
 597                                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(base, dart_tablebase,
 598                                                         __pa(base), mode_rw,
 599                                                         mmu_linear_psize,
 600                                                         mmu_kernel_ssize));
 601                         if ((base + size) > dart_table_end)
 602                                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(dart_tablebase+16*MB,
 603                                                         base + size,
 604                                                         __pa(dart_table_end),
 605                                                          mode_rw,
 606                                                          mmu_linear_psize,
 607                                                          mmu_kernel_ssize));
 608                         continue;
 609                 }
 610 #endif /* CONFIG_U3_DART */
 611                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(base, base + size, __pa(base),
 612                                 mode_rw, mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
 613        }
 614
 615         /*
 616          * If we have a memory_limit and we've allocated TCEs then we need to
 617          * explicitly map the TCE area at the top of RAM. We also cope with the
 618          * case that the TCEs start below memory_limit.
 619          * tce_alloc_start/end are 16MB aligned so the mapping should work
 620          * for either 4K or 16MB pages.
 621          */
 622         if (tce_alloc_start) {
 623                 tce_alloc_start = (unsigned long)__va(tce_alloc_start);
 624                 tce_alloc_end = (unsigned long)__va(tce_alloc_end);
 625
 626                 if (base + size >= tce_alloc_start)
 627                         tce_alloc_start = base + size + 1;
 628
 629                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(tce_alloc_start, tce_alloc_end,
 630                                          __pa(tce_alloc_start), mode_rw,
 631                                          mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
 632         }
 633
 634         htab_finish_init();
 635
 636         DBG(" <- htab_initialize()\n");
 637 }
 638 #undef KB
 639 #undef MB
 640
 641 void htab_initialize_secondary(void)
 642 {
 643         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
 644                 mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
 645 }
 646
 647 /*
 648  * Called by asm hashtable.S for doing lazy icache flush
 649  */
 650 unsigned int hash_page_do_lazy_icache(unsigned int pp, pte_t pte, int trap)
 651 {
 652         struct page *page;
 653
 654         if (!pfn_valid(pte_pfn(pte)))
 655                 return pp;
 656
 657         page = pte_page(pte);
 658
 659         /* page is dirty */
 660         if (!test_bit(PG_arch_1, &page->flags) && !PageReserved(page)) {
 661                 if (trap == 0x400) {
 662                         __flush_dcache_icache(page_address(page));
 663                         set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
 664                 } else
 665                         pp |= HPTE_R_N;
 666         }
 667         return pp;
 668 }
 669
 670 /*
 671  * Demote a segment to using 4k pages.
 672  * For now this makes the whole process use 4k pages.
 673  */
 674 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 675 void demote_segment_4k(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 676 {
 677         if (mm->context.user_psize == MMU_PAGE_4K)
 678                 return;
 679         slice_set_user_psize(mm, MMU_PAGE_4K);
 680 #ifdef CONFIG_SPU_BASE
 681         spu_flush_all_slbs(mm);
 682 #endif
 683         if (get_paca()->context.user_psize != MMU_PAGE_4K) {
 684                 get_paca()->context = mm->context;
 685                 slb_flush_and_rebolt();
 686         }
 687 }
 688 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 689
 690 #ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT
 691 /*
 692  * This looks up a 2-bit protection code for a 4k subpage of a 64k page.
 693  * Userspace sets the subpage permissions using the subpage_prot system call.
 694  *
 695  * Result is 0: full permissions, _PAGE_RW: read-only,
 696  * _PAGE_USER or _PAGE_USER|_PAGE_RW: no access.
 697  */
 698 static int subpage_protection(pgd_t *pgdir, unsigned long ea)
 699 {
 700         struct subpage_prot_table *spt = pgd_subpage_prot(pgdir);
 701         u32 spp = 0;
 702         u32 **sbpm, *sbpp;
 703
 704         if (ea >= spt->maxaddr)
 705                 return 0;
 706         if (ea < 0x100000000) {
 707                 /* addresses below 4GB use spt->low_prot */
 708                 sbpm = spt->low_prot;
 709         } else {
 710                 sbpm = spt->protptrs[ea >> SBP_L3_SHIFT];
 711                 if (!sbpm)
 712                         return 0;
 713         }
 714         sbpp = sbpm[(ea >> SBP_L2_SHIFT) & (SBP_L2_COUNT - 1)];
 715         if (!sbpp)
 716                 return 0;
 717         spp = sbpp[(ea >> PAGE_SHIFT) & (SBP_L1_COUNT - 1)];
 718
 719         /* extract 2-bit bitfield for this 4k subpage */
 720         spp >>= 30 - 2 * ((ea >> 12) & 0xf);
 721
 722         /* turn 0,1,2,3 into combination of _PAGE_USER and _PAGE_RW */
 723         spp = ((spp & 2) ? _PAGE_USER : 0) | ((spp & 1) ? _PAGE_RW : 0);
 724         return spp;
 725 }
 726
 727 #else /* CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT */
 728 static inline int subpage_protection(pgd_t *pgdir, unsigned long ea)
 729 {
 730         return 0;
 731 }
 732 #endif
 733
 734 /* Result code is:
 735  *  0 - handled
 736  *  1 - normal page fault
 737  * -1 - critical hash insertion error
 738  * -2 - access not permitted by subpage protection mechanism
 739  */
 740 int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap)
 741 {
 742         void *pgdir;
 743         unsigned long vsid;
 744         struct mm_struct *mm;
 745         pte_t *ptep;
 746         cpumask_t tmp;
 747         int rc, user_region = 0, local = 0;
 748         int psize, ssize;
 749
 750         DBG_LOW("hash_page(ea=%016lx, access=%lx, trap=%lx\n",
 751                 ea, access, trap);
 752
 753         if ((ea & ~REGION_MASK) >= PGTABLE_RANGE) {
 754                 DBG_LOW(" out of pgtable range !\n");
 755                 return 1;
 756         }
 757
 758         /* Get region & vsid */
 759         switch (REGION_ID(ea)) {
 760         case USER_REGION_ID:
 761                 user_region = 1;
 762                 mm = current->mm;
 763                 if (! mm) {
 764                         DBG_LOW(" user region with no mm !\n");
 765                         return 1;
 766                 }
 767 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 768                 psize = get_slice_psize(mm, ea);
 769 #else
 770                 psize = mm->context.user_psize;
 771 #endif
 772                 ssize = user_segment_size(ea);
 773                 vsid = get_vsid(mm->context.id, ea, ssize);
 774                 break;
 775         case VMALLOC_REGION_ID:
 776                 mm = &init_mm;
 777                 vsid = get_kernel_vsid(ea, mmu_kernel_ssize);
 778                 if (ea < VMALLOC_END)
 779                         psize = mmu_vmalloc_psize;
 780                 else
 781                         psize = mmu_io_psize;
 782                 ssize = mmu_kernel_ssize;
 783                 break;
 784         default:
 785                 /* Not a valid range
 786                  * Send the problem up to do_page_fault
 787                  */
 788                 return 1;
 789         }
 790         DBG_LOW(" mm=%p, mm->pgdir=%p, vsid=%016lx\n", mm, mm->pgd, vsid);
 791
 792         /* Get pgdir */
 793         pgdir = mm->pgd;
 794         if (pgdir == NULL)
 795                 return 1;
 796
 797         /* Check CPU locality */
 798         tmp = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
 799         if (user_region && cpus_equal(mm->cpu_vm_mask, tmp))
 800                 local = 1;
 801
 802 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 803         /* Handle hugepage regions */
 804         if (HPAGE_SHIFT && psize == mmu_huge_psize) {
 805                 DBG_LOW(" -> huge page !\n");
 806                 return hash_huge_page(mm, access, ea, vsid, local, trap);
 807         }
 808 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 809
 810 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 811         /* If we use 4K pages and our psize is not 4K, then we are hitting
 812          * a special driver mapping, we need to align the address before
 813          * we fetch the PTE
 814          */
 815         if (psize != MMU_PAGE_4K)
 816                 ea &= ~((1ul << mmu_psize_defs[psize].shift) - 1);
 817 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 818
 819         /* Get PTE and page size from page tables */
 820         ptep = find_linux_pte(pgdir, ea);
 821         if (ptep == NULL || !pte_present(*ptep)) {
 822                 DBG_LOW(" no PTE !\n");
 823                 return 1;
 824         }
 825
 826 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 827         DBG_LOW(" i-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
 828 #else
 829         DBG_LOW(" i-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
 830                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
 831 #endif
 832         /* Pre-check access permissions (will be re-checked atomically
 833          * in __hash_page_XX but this pre-check is a fast path
 834          */
 835         if (access & ~pte_val(*ptep)) {
 836                 DBG_LOW(" no access !\n");
 837                 return 1;
 838         }
 839
 840         /* Do actual hashing */
 841 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 842         /* If _PAGE_4K_PFN is set, make sure this is a 4k segment */
 843         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_4K_PFN) {
 844                 demote_segment_4k(mm, ea);
 845                 psize = MMU_PAGE_4K;
 846         }
 847
 848         /* If this PTE is non-cacheable and we have restrictions on
 849          * using non cacheable large pages, then we switch to 4k
 850          */
 851         if (mmu_ci_restrictions && psize == MMU_PAGE_64K &&
 852             (pte_val(*ptep) & _PAGE_NO_CACHE)) {
 853                 if (user_region) {
 854                         demote_segment_4k(mm, ea);
 855                         psize = MMU_PAGE_4K;
 856                 } else if (ea < VMALLOC_END) {
 857                         /*
 858                          * some driver did a non-cacheable mapping
 859                          * in vmalloc space, so switch vmalloc
 860                          * to 4k pages
 861                          */
 862                         printk(KERN_ALERT "Reducing vmalloc segment "
 863                                "to 4kB pages because of "
 864                                "non-cacheable mapping\n");
 865                         psize = mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
 866 #ifdef CONFIG_SPU_BASE
 867                         spu_flush_all_slbs(mm);
 868 #endif
 869                 }
 870         }
 871         if (user_region) {
 872                 if (psize != get_paca()->context.user_psize) {
 873                         get_paca()->context = mm->context;
 874                         slb_flush_and_rebolt();
 875                 }
 876         } else if (get_paca()->vmalloc_sllp !=
 877                    mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp) {
 878                 get_paca()->vmalloc_sllp =
 879                         mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp;
 880                 slb_vmalloc_update();
 881         }
 882 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 883
 884 #ifdef CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K
 885         if (psize == MMU_PAGE_64K)
 886                 rc = __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap, local, ssize);
 887         else
 888 #endif /* CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K */
 889         {
 890                 int spp = subpage_protection(pgdir, ea);
 891                 if (access & spp)
 892                         rc = -2;
 893                 else
 894                         rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap,
 895                                             local, ssize, spp);
 896         }
 897
 898 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 899         DBG_LOW(" o-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
 900 #else
 901         DBG_LOW(" o-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
 902                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
 903 #endif
 904         DBG_LOW(" -> rc=%d\n", rc);
 905         return rc;
 906 }
 907 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash_page);
 908
 909 void hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea,
 910                   unsigned long access, unsigned long trap)
 911 {
 912         unsigned long vsid;
 913         void *pgdir;
 914         pte_t *ptep;
 915         cpumask_t mask;
 916         unsigned long flags;
 917         int local = 0;
 918         int ssize;
 919
 920         BUG_ON(REGION_ID(ea) != USER_REGION_ID);
 921
 922 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 923         /* We only prefault standard pages for now */
 924         if (unlikely(get_slice_psize(mm, ea) != mm->context.user_psize))
 925                 return;
 926 #endif
 927
 928         DBG_LOW("hash_preload(mm=%p, mm->pgdir=%p, ea=%016lx, access=%lx,"
 929                 " trap=%lx\n", mm, mm->pgd, ea, access, trap);
 930
 931         /* Get Linux PTE if available */
 932         pgdir = mm->pgd;
 933         if (pgdir == NULL)
 934                 return;
 935         ptep = find_linux_pte(pgdir, ea);
 936         if (!ptep)
 937                 return;
 938
 939 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 940         /* If either _PAGE_4K_PFN or _PAGE_NO_CACHE is set (and we are on
 941          * a 64K kernel), then we don't preload, hash_page() will take
 942          * care of it once we actually try to access the page.
 943          * That way we don't have to duplicate all of the logic for segment
 944          * page size demotion here
 945          */
 946         if (pte_val(*ptep) & (_PAGE_4K_PFN | _PAGE_NO_CACHE))
 947                 return;
 948 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 949
 950         /* Get VSID */
 951         ssize = user_segment_size(ea);
 952         vsid = get_vsid(mm->context.id, ea, ssize);
 953
 954         /* Hash doesn't like irqs */
 955         local_irq_save(flags);
 956
 957         /* Is that local to this CPU ? */
 958         mask = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
 959         if (cpus_equal(mm->cpu_vm_mask, mask))
 960                 local = 1;
 961
 962         /* Hash it in */
 963 #ifdef CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K
 964         if (mm->context.user_psize == MMU_PAGE_64K)
 965                 __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap, local, ssize);
 966         else
 967 #endif /* CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K */
 968                 __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap, local, ssize,
 969                                subpage_protection(pgdir, ea));
 970
 971         local_irq_restore(flags);
 972 }
 973
 974 /* WARNING: This is called from hash_low_64.S, if you change this prototype,
 975  *          do not forget to update the assembly call site !
 976  */
 977 void flush_hash_page(unsigned long va, real_pte_t pte, int psize, int ssize,
 978                      int local)
 979 {
 980         unsigned long hash, index, shift, hidx, slot;
 981
 982         DBG_LOW("flush_hash_page(va=%016x)\n", va);
 983         pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize, va, index, shift) {
 984                 hash = hpt_hash(va, shift, ssize);
 985                 hidx = __rpte_to_hidx(pte, index);
 986                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
 987                         hash = ~hash;
 988                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 989                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
 990                 DBG_LOW(" sub %d: hash=%x, hidx=%x\n", index, slot, hidx);
 991                 ppc_md.hpte_invalidate(slot, va, psize, ssize, local);
 992         } pte_iterate_hashed_end();
 993 }
 994
 995 void flush_hash_range(unsigned long number, int local)
 996 {
 997         if (ppc_md.flush_hash_range)
 998                 ppc_md.flush_hash_range(number, local);
 999         else {
1000                 int i;
1001                 struct ppc64_tlb_batch *batch =
1002                         &__get_cpu_var(ppc64_tlb_batch);
1003
1004                 for (i = 0; i < number; i++)
1005                         flush_hash_page(batch->vaddr[i], batch->pte[i],
1006                                         batch->psize, batch->ssize, local);
1007         }
1008 }
1009
1010 /*
1011  * low_hash_fault is called when we the low level hash code failed
1012  * to instert a PTE due to an hypervisor error
1013  */
1014 void low_hash_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int rc)
1015 {
1016         if (user_mode(regs)) {
1017 #ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT
1018                 if (rc == -2)
1019                         _exception(SIGSEGV, regs, SEGV_ACCERR, address);
1020                 else
1021 #endif
1022                         _exception(SIGBUS, regs, BUS_ADRERR, address);
1023         } else
1024                 bad_page_fault(regs, address, SIGBUS);
1025 }
1026
1027 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1028 static void kernel_map_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
1029 {
1030         unsigned long hash, hpteg;
1031         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
1032         unsigned long va = hpt_va(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
1033         unsigned long mode = _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY |
1034                 _PAGE_COHERENT | PP_RWXX | HPTE_R_N;
1035         int ret;
1036
1037         hash = hpt_hash(va, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
1038         hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
1039
1040         ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, va, __pa(vaddr),
1041                                  mode, HPTE_V_BOLTED,
1042                                  mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize);
1043         BUG_ON (ret < 0);
1044         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
1045         BUG_ON(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80);
1046         linear_map_hash_slots[lmi] = ret | 0x80;
1047         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
1048 }
1049
1050 static void kernel_unmap_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
1051 {
1052         unsigned long hash, hidx, slot;
1053         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
1054         unsigned long va = hpt_va(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
1055
1056         hash = hpt_hash(va, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
1057         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
1058         BUG_ON(!(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80));
1059         hidx = linear_map_hash_slots[lmi] & 0x7f;
1060         linear_map_hash_slots[lmi] = 0;
1061         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
1062         if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1063                 hash = ~hash;
1064         slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1065         slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1066         ppc_md.hpte_invalidate(slot, va, mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize, 0);
1067 }
1068
1069 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1070 {
1071         unsigned long flags, vaddr, lmi;
1072         int i;
1073
1074         local_irq_save(flags);
1075         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
1076                 vaddr = (unsigned long)page_address(page);
1077                 lmi = __pa(vaddr) >> PAGE_SHIFT;
1078                 if (lmi >= linear_map_hash_count)
1079                         continue;
1080                 if (enable)
1081                         kernel_map_linear_page(vaddr, lmi);
1082                 else
1083                         kernel_unmap_linear_page(vaddr, lmi);
1084         }
1085         local_irq_restore(flags);
1086 }
1087 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */